Visão de campo profundo do Hubble. Crédito de imagem: Hubble. Clique para ampliar.
Os cosmólogos da Universidade de Princeton anunciaram um novo método para entender por que a expansão do universo está acelerando. A técnica proposta será capaz de determinar se a aceleração cósmica é devido a uma forma ainda desconhecida de energia escura no universo ou se é a assinatura de um colapso da teoria da relatividade geral de Einstein em escalas muito grandes do universo. O resultado está sendo apresentado hoje pelo pesquisador principal, Dr. Mustapha Ishak-Boushaki, pesquisador associado da Universidade de Princeton, em Nova Jersey, à reunião da Sociedade Astronômica Canadense em Montreal, QC.
“A expansão acelerada do universo constitui um dos problemas mais intrigantes e desafiadores da astrofísica. Além disso, está relacionado a problemas em muitos outros campos da física. Nosso trabalho de pesquisa está focado em restringir diferentes causas possíveis dessa aceleração. ” diz o Dr. Ishak-Boushaki.
Nos últimos 8 anos, várias observações astronômicas independentes demonstraram que a expansão do universo entrou em uma fase de aceleração. A descoberta dessa aceleração surpreendeu os astrofísicos que esperavam medir a desaceleração da expansão causada pela atração gravitacional da matéria comum no universo.
Para explicar a aceleração cósmica, os cosmólogos teóricos introduziram a noção de um novo componente de energia que constituiria dois terços de toda a densidade de energia do universo e que é gravitacionalmente mais repulsivo do que atraente. Este componente foi denominado energia escura.
Dark Energy é real? "Não sabemos", comenta o professor David Spergel, de Princeton. “Pode ser uma forma totalmente nova de energia ou a assinatura observacional do fracasso da teoria da relatividade geral de Einstein. De qualquer maneira, sua existência terá um impacto profundo em nossa compreensão do espaço e do tempo. Nosso objetivo é ser capaz de distinguir os dois casos. ”
O caso mais simples da energia escura é a constante cosmológica que Einstein introduziu há 80 anos para reconciliar sua teoria da relatividade geral com o preconceito de que o universo é estático. Ele teve que retirar a constante cosmológica alguns anos depois, quando a expansão do universo foi descoberta. A descoberta da aceleração cósmica reviveu o debate sobre a constante cosmológica em um novo contexto.
Outra possibilidade fundamentalmente diferente é que a aceleração cósmica é a assinatura de uma nova teoria da gravidade que entra em escalas muito grandes do universo e não o produto da Energia Escura. Alguns dos modelos de gravidade modificados recentemente propostos são inspirados na teoria das supercordas e na física extra-dimensional.
Poderíamos distinguir entre essas duas possibilidades? O procedimento proposto mostra que a resposta é sim. A ideia geral é a seguinte. Se a aceleração é devido à energia escura, o histórico de expansão do universo deve ser consistente com a taxa na qual os aglomerados de galáxias crescem. Desvios dessa consistência seriam uma assinatura do colapso da Relatividade Geral em escalas muito grandes do universo. O procedimento proposto implementa essa idéia comparando as restrições obtidas na energia escura de diferentes sondas cosmológicas e permite identificar claramente quaisquer inconsistências.
Como exemplo, um universo descrito por uma teoria da gravidade modificada em 5 dimensões foi considerado neste estudo e foi demonstrado que o procedimento pode identificar a assinatura dessa teoria. Importante, foi mostrado que futuras experiências astronômicas podem distinguir entre teorias de gravidade modificadas e modelos de energia escura.
O trabalho de pesquisa sobre os resultados apresentados foi liderado pelo Dr. Mustapha Ishak-Boushaki em colaboração com o Professor David Spergel, do Departamento de Ciências Astrofísicas da Universidade de Princeton, e Amol Upadhye, estudante de pós-graduação do Departamento de Física da Universidade de Princeton.
Fonte original: Princeton News Release
